網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策思路及體系構(gòu)建探討

林 毅，曾 輝，丁武洋，李 豪

（1. 江蘇省高速公路經(jīng)營管理中心，江蘇 南京 210009；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 211112）

網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策思路及體系構(gòu)建探討

林 毅1，曾 輝2，丁武洋2，李 豪2

（1. 江蘇省高速公路經(jīng)營管理中心，江蘇 南京 210009；2.蘇交科集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 211112）

文章從所轄路網(wǎng)的路齡，養(yǎng)護(hù)形勢的需求，以往養(yǎng)護(hù)措施的效果，路面使用性能的衰減規(guī)律，養(yǎng)護(hù)資金分配等方面闡述了網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策的思路，以此構(gòu)建了網(wǎng)絡(luò)路面養(yǎng)護(hù)決策體系及流程方法，為類似網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)決策提供參考。

網(wǎng)級(jí)；養(yǎng)護(hù)；決策；體系構(gòu)建

1 概述

截止到2014年底，我國高速公路通車總里程達(dá)到11.195萬km，國家公路網(wǎng)總體更趨完善，但帶來的問題是公路養(yǎng)護(hù)壓力將日益增加，養(yǎng)護(hù)資金的需求越來越大。以江蘇省為例，截止2014年底，江蘇高速公路通車?yán)锍踢_(dá)到4 488.3 km， 53%的路段通車時(shí)間超過10年以上，按照瀝青路面15年設(shè)計(jì)壽命，總體路網(wǎng)偏“老齡化”［1］，面對(duì)如此大規(guī)模的養(yǎng)護(hù)路網(wǎng)，江蘇每年均需投入幾個(gè)億的養(yǎng)護(hù)資金。江蘇省高速公路養(yǎng)護(hù)盡管取得很好的成績，但仍存在以下不足：1)總體決策方法仍以經(jīng)驗(yàn)決策法或?qū)＜覜Q策法為主；(2)已實(shí)施養(yǎng)護(hù)措施總結(jié)及使用壽命和適用范圍分析需要進(jìn)一步加強(qiáng)；(3)路網(wǎng)與項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)需進(jìn)一步融合與銜接，對(duì)路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)資金的投入需統(tǒng)籌考慮。因此，如何對(duì)老齡化路面進(jìn)行系統(tǒng)研究及科學(xué)養(yǎng)護(hù)成為江蘇省高速公路即將面臨的迫切問題。本文以江蘇省高速公路經(jīng)營管理中心所轄780 km路網(wǎng)為依托，探討了網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策的總體思路以及決策體系和流程構(gòu)建，可為類似路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃與決策提供借鑒和參考。

2 網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策思路

路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)決策需要綜合考慮并依據(jù)路況水平及變化趨勢、社會(huì)與服務(wù)要求、養(yǎng)護(hù)歷史、病害原因、投資效益等核心因素，制定養(yǎng)護(hù)對(duì)策、測算資金總體需求，根據(jù)資金來源將可用養(yǎng)護(hù)資金再進(jìn)行科學(xué)分配，并據(jù)此明確養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)路段、養(yǎng)護(hù)措施、養(yǎng)護(hù)資金及預(yù)期達(dá)到的養(yǎng)護(hù)效果，形成總體養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案。

網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策具體思路如下（見圖1）：

（1）從所轄路網(wǎng)路齡、交通量情況、養(yǎng)護(hù)維修歷史等基本情況、使用性能現(xiàn)狀評(píng)價(jià)及路面主要病害特點(diǎn)及成因方面分析路面性能現(xiàn)狀和發(fā)展歷史。

（2）分析所轄路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)形勢與需求，提出養(yǎng)護(hù)規(guī)劃總體目標(biāo)和具體指標(biāo)；明確網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)決策的總體思路，劃分出路網(wǎng)二級(jí)子網(wǎng)級(jí)項(xiàng)目，在路網(wǎng)總體目標(biāo)條件下，綜合各種影響因素及技術(shù)要求確定子網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合現(xiàn)有的決策方法提出適合高管中心路網(wǎng)的網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)決策體系和項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)決策體系方法。

圖1　 網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策思路及方法

（3）通過評(píng)價(jià)分析既往路網(wǎng)不同養(yǎng)護(hù)措施的實(shí)施效果，采用延長路面使用壽命ESL和費(fèi)用效益比分析方法，提出適合路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)措施建議及適用范圍。

（4）在分析所轄路網(wǎng)路面使用性能的衰減規(guī)律和影響因素的基礎(chǔ)上，構(gòu)建重點(diǎn)關(guān)注路面使用性能指標(biāo)：路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、路面車轍深度指數(shù)RDI和路面抗滑性能SRI的預(yù)測模型，并驗(yàn)證預(yù)測模型的精度；在選擇精度更高的路面使用性能預(yù)測模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)制定的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，初步確定養(yǎng)護(hù)路段。

（5）從資金分配、國檢要求、養(yǎng)護(hù)實(shí)施對(duì)交通量影響、養(yǎng)護(hù)施工便利性等因素統(tǒng)籌考慮安排所轄路網(wǎng)網(wǎng)級(jí)規(guī)劃，通過多種養(yǎng)護(hù)方案的分析，最終提出路網(wǎng)未來幾年具體養(yǎng)護(hù)實(shí)施方案，包括養(yǎng)護(hù)路段、養(yǎng)護(hù)措施、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)資金安排。

3 網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策體系和流程構(gòu)建

路面養(yǎng)護(hù)決策可分為網(wǎng)級(jí)和項(xiàng)目級(jí)兩個(gè)層級(jí)，兩個(gè)層級(jí)是互為依存互為基礎(chǔ)的關(guān)系［2］。路網(wǎng)科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策的總體思路為歸并通車時(shí)間、路面結(jié)構(gòu)、交通等級(jí)及養(yǎng)護(hù)歷史等要素相近的路段，將路網(wǎng)劃分成若干個(gè)養(yǎng)護(hù)子網(wǎng)［3-4］；綜合各種影響因素及技術(shù)要求確定各養(yǎng)護(hù)子網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)；基于養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)和路面使用性能預(yù)測結(jié)果，篩選養(yǎng)護(hù)路段、確定養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)、選擇養(yǎng)護(hù)措施，形成初步的項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案；綜合考慮養(yǎng)護(hù)子網(wǎng)優(yōu)先級(jí)、養(yǎng)護(hù)需求程度、養(yǎng)護(hù)實(shí)施便利性等因素平衡分配整個(gè)路網(wǎng)的養(yǎng)護(hù)資金，形成多個(gè)備選網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案；采用全壽命周期分析方法進(jìn)行網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)方案比選，確定最終養(yǎng)護(hù)資金分配計(jì)劃和網(wǎng)級(jí)規(guī)劃方案；養(yǎng)護(hù)子網(wǎng)按分配的有限養(yǎng)護(hù)資金確定最終項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)規(guī)劃?？梢哉f，網(wǎng)級(jí)規(guī)劃與項(xiàng)目級(jí)規(guī)劃是一個(gè)相互交錯(cuò)、反復(fù)的過程。路網(wǎng)路面養(yǎng)護(hù)決策體系流程構(gòu)建見圖2。

圖2　 路網(wǎng)路面養(yǎng)護(hù)決策體系流程構(gòu)建

3.1 網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)決策方法

路網(wǎng)級(jí)養(yǎng)護(hù)決策的總體分析方法如下：

（1）在沒有資金約束的情況下，根據(jù)設(shè)定的養(yǎng)護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，分析路面當(dāng)前的養(yǎng)護(hù)需求及費(fèi)用；

（2） 不同投資水平對(duì)路面技術(shù)狀況的影響；

（3）根據(jù)給定的資金水平，通過優(yōu)化分配提出養(yǎng)護(hù)建議計(jì)劃。

以決策樹法和排序法相結(jié)合的方法進(jìn)行。其決策條件可按專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)歷史、路段施工長度的可行性、路網(wǎng)重要性（交通量大?。┮约皩ｍ?xiàng)養(yǎng)護(hù)施工難度性等考慮。另外排序法可以通過對(duì)不同指標(biāo)影響權(quán)重進(jìn)行考慮，如表1所示，可以按照交通量大小、路網(wǎng)重要性、路齡及部分關(guān)鍵性能指標(biāo)（路面破損指數(shù)、路面平整度和路面車轍指標(biāo)）進(jìn)行權(quán)重計(jì)算并排序。

3.2 項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)決策方法

項(xiàng)目級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策體系是指根據(jù)現(xiàn)階段路面檢測評(píng)估結(jié)果，結(jié)合交通量、環(huán)境等外界條件因素，制定合理、科學(xué)、客觀、可行的養(yǎng)護(hù)改造措施。決策樹方法無疑是最適合項(xiàng)目級(jí)決策的決策體系，不僅能夠區(qū)分各指標(biāo)間的重要程度，同時(shí)具有簡單、易于決策者理解的優(yōu)點(diǎn)［5-6］。決策樹方法需經(jīng)歷以下流程：選定一級(jí)決策指標(biāo)→劃定一級(jí)指標(biāo)分叉界限值，進(jìn)入二級(jí)分叉節(jié)點(diǎn)→選定二級(jí)決策指標(biāo)→劃定二級(jí)指標(biāo)分叉界限值，進(jìn)入三級(jí)分叉節(jié)點(diǎn)…進(jìn)入養(yǎng)護(hù)方案決策。如圖3所示。

表1　 道路養(yǎng)護(hù)時(shí)序確定

圖3　 項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)決策樹

決策指標(biāo)：項(xiàng)目級(jí)養(yǎng)護(hù)決策一般以路面使用性能指標(biāo)為主要決策指標(biāo)，路面結(jié)構(gòu)及材料性能、路面排水狀況和道路客觀條件為輔助決策指標(biāo)。主要決策指標(biāo)的分級(jí)排序需根據(jù)路網(wǎng)整體狀況和路況指標(biāo)重要性，結(jié)合國家行業(yè)規(guī)范的相關(guān)規(guī)定綜合確定。其決策優(yōu)先等級(jí)排序可采用：路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、路面破損、路面車轍、路面平整度、路面抗滑性能［7］。

決策條件：決策條件是決策樹構(gòu)建的另一個(gè)重要因素。通過決策條件的判斷來決定決策樹分支的走向，從而進(jìn)入下一級(jí)決策。決策條件一般為路面使用性能決策指標(biāo)的養(yǎng)護(hù)目標(biāo)閾值。

4 結(jié)語

本文系統(tǒng)地介紹了網(wǎng)級(jí)路面養(yǎng)護(hù)決策的思路以及養(yǎng)護(hù)決策體系及流程構(gòu)建等方面的研究成果，以解決養(yǎng)護(hù)資金的爭取與計(jì)劃統(tǒng)籌安排、提高養(yǎng)護(hù)決策的科學(xué)性與透明度、提高養(yǎng)護(hù)資金的使用效率，明確養(yǎng)護(hù)期限內(nèi)路面養(yǎng)護(hù)路段、養(yǎng)護(hù)措施、養(yǎng)護(hù)時(shí)間、養(yǎng)護(hù)資金等具體養(yǎng)護(hù)規(guī)劃方案。

［1］江蘇省高速公路經(jīng)營管理中心，蘇交科集團(tuán)股份有限公司. ［1］基于長壽命的高速公路中長期養(yǎng)護(hù)規(guī)劃及策略研究［R］. ［1］2015.

［2］SHRP-LTPP Overview：Five-Year Report［R］. SHRP，National ［1］Research Council，U.S.A，1994.

［3］HAAS R，Hudson W.R . Modern Pavement Management ［1］［M］. Krieger Publishing Company，1994.

［4］Chua K. H.，Monism ith C. L.，Crandall K. C. Mechanistic perform ance ［1］ models for pavement management［C］∥Conference Proceeding ［1］of the Third International Conference on Managing Pavem ents，［1］ National Academ y Press，Washington D. C.，1994.

［5］陳曉紅.決策支持系統(tǒng)理論和應(yīng)用［M］.北京：清華大學(xué)出［1］版社，2000.

［6］馬健，王元慶.決策優(yōu)化方法在選擇公路養(yǎng)護(hù)方案時(shí)的應(yīng)［1］用［J］.長安大學(xué)學(xué)報(bào)，1998（S1）：163-168.

［7］伍衛(wèi)良，李豪.高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)規(guī)劃探討［J］.現(xiàn)代［1］交通技術(shù)，2009（3）：8-10.

Analysis of Network Level Pavement Maintenance Decision Thinking and System Construction

Lin Yi1, Zeng Hui2, Ding Wuyang2, Li Hao2
（1. Jiangsu Expressway Management Center, Nanjing 210009, China; 2. JSTI Group, Nanjing 211112, China）

This paper systematically introduces the network level pavement maintenance decision thinking and maintenance decision system and process constructs, in order to raise maintenance funds and overall plan the expenditure, improve the scientific nature and transparency of the maintenance decision-making, increase the efficiency of the use of maintenance funds. It could be taken as reference for the similar network level pavement maintenance decision.

network level; maintenance; decision; system construction

U418.6

A

1672-9889（2016）04-0084-03

林毅（1975-），男，江蘇南通人，高級(jí)工程師，主要從事高速公路路面建設(shè)與養(yǎng)護(hù)管理工作。

2015-09-06）